牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析.docVIP

牛顿第二定律典型例题讲解与错误分析 牛顿第二定律是动力学的核心规律，动力学又是经典力学的基础，也是进一步学习热学、电学等其它部分知识所必须掌握的内容，因此对牛顿第二定律正确理解、掌握典型例题、了解常见错误显得非常重要。 一：对牛顿第二定律正确理解及典例 （一）明确力是使物体产生加速度的原因。 【例1】物体运动的速度方向、加速度的方向与作用在物体上的合外力方向的关系是：[ ] A.??速度方向、加速度的方向与合外力的方向三者总是相同 B.??速度方向与加速度方向可能不同，但加速度方向总是与合外力方向相同 C.??速度方向总是与合外力的方向相同，加速度方向可能与速度方向相同也可能不相同 D.??速度方向总是与加速度方向相同，而速度方向可能与合外力方向相同也可能不相同 【分析解答】正确答案是B。 B. 【例2】放在桌面上的小车，用力推它时，小车就运动起来了，停止用力时，小车运动一会儿就停下来，于是有同学就认为，力是维持物体运动的原因。这种说法对吗？为什麽？ （二）加速度与合力在每个时刻都有大小和方向上的对应关系 【例3】O点，自由伸长到B点。今用一小物体m把弹簧压缩到A点（m与弹簧不连接），然后释放，小物体能经B点运动到C点而静止。小物体m与水平面间的动摩擦因数μ恒定，则下列说法中正确的是[ ] A. 物体从A到B速度越来越大 B. 物体从A到B速度先增加后减小 C. 物体从A到B加速度越来越小 D. 物体从A到B加速度先减小后增加 【分析解答】物体从A到B的过程中水平方向一直受到向左的滑动摩擦力Ff=μmg，大小不变；还一直受到向右的弹簧的弹力，从某个值逐渐减小为0。开始时，弹力大于摩擦力，合力向右，物体向右加速，随着弹力的减小，合力越来越小；到A、B间的某一位置时，弹力和摩擦力大小相等、方向相反，合力为0，速度达到最大；随后，摩擦力大于弹力，合力增大但方向向左，合力方向与速度方向相反，物体开始做减速运动。所以，小物体由A到B的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，正确选项为B、D。 点评：对于本题，有些同学可能会因受力分析不全面（漏掉滑动摩擦力）而误选A、C。注意分析物体运动时，将复杂过程划分为几个简单的过程，找到运动的转折点是关键。对此类运动过程的动态分析问题，要在受力分析上下功夫。 （三）加速度是连接运动和力的桥梁和纽带 【例4】质量为60kg的物体以2m/s的速度竖直匀速下降，若向上的力突然变为630N，并持续两秒时物体下降的高度是多少？ 所示，合力为Ｆ＝Ｔ－mg。 Ｔ－mg＝ma ∴a＝－mg/m＝630-60×10）/60＝0.5(m/s2),方向向上。 a 方向与物体初速度v0,故a取负值，所以，在2秒内的位移（即下降的高度）是： ＝v0t＋at2/2＝2×2＋(-0.5) ×22/2＝3(m) 】质量为40kg的物体静止在水平桌面上，当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m的距离时，速度为16m/s，求物体受到的阻力是多少？ 先由运动学公式求加速度：∵ ,且 。 再由牛顿第二定律得，合力为F合＝＝40×8＝320(N) , 受力如图所示。 N与mg平衡，而在水平方向上，根据牛顿第二定律有：－＝ma,而F合＝ma＝320(N),＝－F合＝400－320＝80(N) [ ] A．力和斜面支持力 B．重力、下滑力和斜面支持力 C．重力、正压力和斜面支持力 D．重力、正压力、下滑力和斜面支持力 【误解一】选（B）。 【误解二】选（C）。 【正确解答】选（A）。 【错因分析与解题指导】 [误解一]依据物体沿斜面下滑的事实臆断物体受到了下滑力，不理解下滑力是重力的一个分力，犯了重复分析力的错误。[误解二]中的“正压力”本是垂直于物体接触表面的力，要说物体受的，也就是斜面支持力。若理解为对斜面的正压力，则是斜面受到的力。 在用隔离法分析物体受力时，首先要明确研究对象并把研究对象从周围物体中隔离出来，然后按场力和接触力的顺序来分析力。在分析物体受力过程中，既要防止少分析力，又要防止重复分析力，更不能凭空臆想一个实际不存在的力，找不到施力物体的力是不存在的。 【例2】 图4中滑块与平板间摩擦系数为μ，当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起，α角由0°增大到90°的过程中，滑块受到的摩擦力将 [ ] A．不断增大 B．不断减少 C．先增大后减少 D．先增大到一定数值后保持不变 【误解一】 选（A）。 【误解二】 选（B）。 【误解三】 选（D）。 【正确解答】选（C）。 【错因分析与解题指导】要计算摩擦力，应首先弄清属滑动摩擦力还是静摩擦力。 若